더 이상 쪼갤 수 없는 물질의 기본단위 : 원자 - 돌턴의 원자설
세포는 영국의 물리학자 훅(R. Hooke; 1635∼1703)에 의해 1665년 처음으로 발견
생명을 가지는 기본단위 : 세포 - 독일의 학자 슐라이덴(M. J. Schleiden; 1804∼1881)이 세포설을 제창
세포의 구조
핵 : 유전정보를 저장,
핵막으로 쌓여있음
소포체 : 핵의 정보를
단백질로 해석
골지체 : 소포체의 산물을
세포막, 외부로
분비되는 경로
리소좀 : 세포내 소화효소
미토콘드리아 : 세포내
필요한 에너지 생산
(전자전달계를 통한
ATP생산)
※식물세포 : 세포벽 구조를 가지고 있다.
유전정보의 저장
핵(nucleus) : DNA의 복잡한
3차구조로 많은 양의 유전
정보를 저장
염색체(chromosome) :
세포 내 소기관중 염색하여
관찰하기 용이하여 붙여진
이름으로 분열할 때 높은
밀도로 3차구조를 이루는
DNA집단이다.
DNA : 4개의 염기(아데닌,
구아닌, 시토신, 티민)를
이용하여 유전정보를 저장
한다.
DNA의 구조
아데닌 – 티민, 구아닌 – 시토신 끼리의 상보적 수소결합으로
Double helix구조를 가짐(Watson & Crick 1953)
DNA가 이중나선 구조를 가지는 이유 : 염기의 보호, 즉 유전정보를 보존하려는 구조
유전정보의 coding(해석)
-Replication(복제) : DNA가
자신의 정보를 복제하는 과정
세포분열 시 필요하다.
Transcription(전사) : DNA의
사본인 RNA를 만드는 과정
Translation(해독) : RNA의
염기를 해석하여 단백질을
만드는 과정
-Codon(코돈) : RNA의 염기
세개가 하나의 아미노산으로
해석되는 정보 Transcription 과정을 갖는 이유 : DNA는 원본으로 보존, 복사본인 RNA로 단백질을
사용하여 유전정보를 최대한 보호하려는 기작
유전공학이란?
유전정보를 조작하여 유전자를 개조하고
인간에게 유용한 유전산물을 생산하는
기술
유전공학을 이용하여 생물의 품종개량,
Bio의약품 개발 및 유전자 치료도 가능
유전공학의 기초가 되는 학문분야는
분자생물학
유전자 조작의 예
녹색 형광 유전자(GFP)를 유정란에 주입하여 적외선을 조사하면 털과 피부에서 형광을 띄는 형질전환 병아리 콩의 크기를 결정하는 유전자를 조작하여 만든 유전자 조작 콩 발생과정에서 면역능력을 제거시킨 nude mouse 배양한 세포의 암세포 결정 여부를 확인할 때 사용
유전자 조작기술을 이용하는 유전공학
① 조작하고자하는 유전자(DNA조각) + 이 유전자를 박테리아로 이동시킬 수 있는 분자(plasmid DNA)
② 박테리아에 ①의 유전자 조작 산물을 삽입(형질전환)
③ 유전자 조작 산물이 발현되는 박테리아의 선별 및 유전자 산물(단백질)의 획득 - Plasmid의 활용 : plasmid는 대장균 세포 내에서 독립적으로 존재할 수 있는 환형의 DNA분자
유전공학에서 박테리아의 활용
실제 많은 유전공학연구는 1950년대 이후 분자생물학의 발달이 박테리아를 model로 이루어졌기 때문에 대장균과 같은 박테리아를 이용한다.
인간 인슐린 단백질도 이와 같은 방법으로 생산되어 Bio 의약품으로 이용가능하다.
박테리아(대장균)은 배양조건이 까다롭지 않고 인간에게 해가 없으며 구하기 쉽다는 장점이 있어 일찍이 연구재료로 선택되었다.
세포의 종류
뼈세포 신경세포 면역세포 적혈구 적혈구(핵을 가지고 있지 않음)를 제외한 모든 세포는 동일한 유전정보를 가지고 있다.
하지만 사용하는 유전정보는 세포의 종류에 따라 다르다.
분화 및 발생(Development)
세포가 특정 유전정보만을 가지는 전문화된 세포로 가는 과정을 발생․분화과정이라 한다.
한번 분화를 마치면 다른 세포로 분화할 수 있는 능력을 상실한다
하나의 개체 내에 모든 유핵세포는 동일한 유전정보를 가지며 발생과정에서 유전자를 재조합 하거나 버리지 않는다.
– Gilbert’s developmental boilogy
줄기세포란?
모든 세포로 분화할 수 있는 능력을 가지는 전능한 세포
Totipotent → Pluripotent → Multipotent 단계로 발생이 진행될 수록 분화능력은 상실되어간다.
인간의 몸을 구성하는 60조개의 세포는 최초의 하나의 수정란으로부터 비롯되었다
줄기세포를 어떻게 이용할 것인가?
신경세포와 같은 세포는 발생이 끝나면 더 이상 분열하지 않고 재생되지 않으므로 한번 손상되면 평생 장애를 안고 살아갈 수밖에 없다.
장기 이식을 받는 경우, 세포는 MHC라는 고유의 ID를(self의 조직을 구분) 가지고 있기 때문에 아무리 비슷한 MHC를 가지는 사람의 장기를 이식 받아도 이식 거부현상이 발생한다.
줄기세포는 위의 문제를 해결할 수 있는 가능성을 제시한다 (줄기세포의 종류에 따라 다름)
줄기세포 연구의 과제
① 줄기세포를 특정세포로 어떻게 분화할 것인가?
② 윤리적 문제를 어떻게 극복할 것인가?
③ 줄기세포연구에 필요한 난자를 어떻게 획득할 것인가?
황우석 박사의 연구와 최근의Issue
연구원의 난자를 기증 받았다.(강압적,매매?)
- 줄기세포 배양의 진위여부 논란?
무엇이 문제였나?
발단 : 미즈메디 병원 공동연구시절 여성연구원 가명으로 난자 기증
결과 : 연구원이 기증한 난자를 이용하여 배아줄기세포의 연구
(이후 황우석 박사는 독자적으로 체세포방식을 이용한 줄기세포 연구)
문제제기 : 2004년 ‘Nature’의 난자제공의 의혹제기
같은 해 ‘Science’의 연구에 사용된 난자출처 발표
(당시 황우석 박사는 사실 부인, 섀튼박사는 결별선언 때 이것을 문제 삼음)
PD수첩의 보도내용
황우석박사의 난자 매매설 의혹 제기
미즈메디 병원과 공동연구시절의 배아줄기세포 연구결과에 의혹제기
Nature와 Science의 focus : 연구원의 난자를 사용한 것인가?
(실제 미국에서 난자 매매는 합법)
- 방송내용 보도 후 난자를 기증하겠다는 여성이 1000명 돌파
Comments